CST電動車EMC模擬（五）——解鎖GB/T18387車輛整體RE模擬的密碼（上）

在150K-30MHz頻段，電動車的RE問題通常是由高壓系統產生的。高壓系統通常由動力電池包、高壓配電箱（ PDU ）、馬達控制器（ MCU ）、 DC/DC 、 OBC 、 PTC 、空調（ AC ）、高壓線束等組成。 RE的噪音源頭可能來自MCU 、 DCDC 、 OBC等不同的零件，而輻射的主體主要來自高壓線束。市面上越來越多的車商採用多合一電力驅動系統，在提升整合化的同時，也增加了系統的複雜度。RE （輻射發射）就是車企面臨的一個巨大的設計挑戰。

從電磁模擬的角度來看，在前面講過的MCU部件級EMC模擬中，我們通常會把PCB 、結構、 cable等放在一起來3D建模，這樣的方法簡單粗暴，非常適合EMC工程師學習和掌握。但對於車輛整體RE模擬來說，車身尺寸會超過5米，如果把車輛整體和PCB放在一起，網格數量將達到十數億甚至更多，即使採用GPU加速，模擬效率還是偏低。

在本期的模擬案例中，我們給大家展示一些新的車輛整體RE模擬的思路，從高壓線束建模開始，利用「Cable Studio+模組級連模型+車輛整體場路協同模型」的方法，希望對CST的客戶有所幫助。

創建高壓線束的3D模型

電動車上的高壓母線通常採用屏蔽線。屏蔽線由內而外依序為：芯線、內絕緣層、編織屏蔽、鋁箔屏蔽（可選）、外絕緣層。屏蔽線可以更好的抑制電磁輻射，影響因素包括：屏蔽層的材料、編織密度、接地情況等。利用CST的Cable工作室，可以非常方便快速地創建屏蔽線的模型。首先，利用Cable工作室對屏蔽線的線徑、材料、屏蔽層等進行定義，詳細的介紹大家可以參考CST的help文件，以及公眾號文章：CST線纜模擬（一）－轉移阻抗。

接下來我們要用到Cable to 3D功能，一鍵實作高壓屏蔽線的3D建模。可以看到屏蔽層已經自動產生Thin panel材質，並且定義好材質參數。

建立多合一電驅模擬模型

汽車產業在設計多合一電力驅動時會採用不同的系統方案，這裡我建立的模型僅供參考，3D模型包括MCU模組（含PCB ）、馬達、高壓母線連接器等。其中高壓母線連接器是屏蔽線接地的位置，要特別注意屏蔽層的接地方式，這些關鍵點都會影響RE的結果。

創建整車場路協同模型

車輛整體RE的潛在噪音源比較多，在本案例中我們設定的噪音源來自MCU模組，輻射主體是從電池包到MCU的高壓直流線束。既然是場路協同模擬，要創建的模型自然分為3D和電路兩部分。

首先是創建3D模型，首先對車輛整體模型進行簡化處理，簡化過程非常考驗工程師的EMC經驗，凡是對結果有影響的金屬部件都需要保留。簡化後的模型再經過達梭前處理軟體POWERDELTA產生NASTRAN格式的網格，再匯入CST。經過處理後的網格品質更高，不僅可以減少模擬報錯的機率，還可以大幅提升模擬效率。

處理完3D模型後，再切換到CST的電路工作室，這裡是創建電路模型的地方。關於電池包的建模方法，將在後續的文章中詳細介紹，請大家保持關注。

建立整車RE測試場景

RE測試的場景建模同樣非常重要，在建模時必須參考標準的要求。這裡我們參考GB/T-18387的要求，在車身前後左右四個位置放置E-probe ，距離車身3m 。為了更好的監測Cable周圍的場強分佈，也可以在Cable周圍多放置一些E-probe 。到此為止，整車RE模擬模型的建立基本完成。在接下來的3D求解時建議選擇頻域F求解器， CST從2023版本開始， F求解器支援Thinpanel材料設置，這點對於屏蔽線纜的低頻段3D模擬非常重要，該功能我們將在後續的案例中給大家展示。